DE4325129C2

DE4325129C2 - Process for the heat-transferring fastening of single fins to pipes

Info

Publication number: DE4325129C2
Application number: DE4325129A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dipl Ing Koebel; Werner Rudowski
Original assignee: Individual
Current assignee: Koebel Thomas Dipl-Ing 45657 Recklinghausen
Priority date: 1993-07-27
Filing date: 1993-07-27
Publication date: 1997-11-27
Anticipated expiration: 2013-07-28
Also published as: DE4325129A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärme übertra genden Befestigung von im vorbestimmten Abstand auf Rohre aufgebrachten Einzelrippen gemäß den Merkmalen in den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 3.The invention relates to a method for heat transfer fastening from pipes at a predetermined distance applied individual ribs according to the characteristics in the Preambles of claims 1 and 3.

Das Berippen einzelner Rohre mit Einzelrippen zum Zwecke der Bereitstellung von Wärmetauscherrohren hat sich in der Praxis bislang nicht durchgesetzt, weil die einen op timalen Wärmeübergang von den von Medien umströmten Ein zelrippen auf die Rohre und über die Rohre auf die in den Rohren strömenden Medien bzw. den Wärmeübergang von den inneren Medien über die Rohre und die Einzelrippen auf die äußeren Medien gewährleistenden Bedingungen in dem gewünschten befriedigenden Umfang nicht sichergestellt werden können. Die hiermit verbundenen Schwierigkeiten zeigen sich insbesondere bei im Querschnitt runden Rohren dahingehend, daß nach dem Aufziehen der Einzelrippen auf die Rohre die Einzelrippen sich während der nachfolgenden Transportmaßnahmen, z. B. ins Zinkbad, auf den Rohren ver drehen. Ferner ist bislang nicht zu vermeiden, daß, be dingt durch die meistens durch das Stanzen vorgegebenen Herstellungstoleranzen, die Einzelrippen in Längsrichtung der Rohre begrenzt abkippen können, so daß die gewünschte flächige Anlage der stutzenartigen Rippenfüße an den Oberflächen der Rohre nicht einzuhalten ist und auch bei einem späteren Verzinken die dadurch entstandenen großen Spalte nicht überbrückt werden können. In diesem Zusam menhang ist ferner zu beachten, daß die Einzelrippen durch den Stanzprozeß mit noch vertretbarem wirtschaftli chen Aufwand nicht vollkommen eben gefertigt werden kön nen. Alle Einzelrippen sind leicht gemuldet. Solange die Einzelrippen aus der Stanze kommend in derselben Position auf ein Rohr gezogen werden, haben sie auch alle dieselbe Relativlage. Ein Verdrehen der gemuldeten Einzelrippen auf den Rohren führt jedoch zu einer Aufhebung der Paral lellage und damit zu ungleichmäßigen Rippenabständen. Die Wärmeübergangsbedingungen verschlechtern sich.The finning of individual pipes with individual fins for the purpose the provision of heat exchanger tubes has become in has not yet been implemented in practice because some op maximum heat transfer from the media flowed in zelrippen on the pipes and over the pipes on the in the Pipes flowing media or the heat transfer from the internal media over the pipes and the individual fins conditions guaranteeing the external media in the desired satisfactory extent not ensured can be. The difficulties involved are particularly evident in pipes with round cross sections in that after the individual ribs are pulled on the tubes the individual fins themselves during the subsequent Transport measures, e.g. B. in the zinc bath, ver on the tubes rotate. Furthermore, it has so far been unavoidable that, be because of the mostly given by punching Manufacturing tolerances, the individual ribs in the longitudinal direction of the pipes can tilt to a limited extent, so that the desired flat contact of the neck-like rib feet on the Surfaces of the pipes cannot be adhered to and also at a later galvanizing the large resulting Column cannot be bridged. In this together menhang is also to be noted that the individual ribs through the punching process with still reasonable economic Chen effort can not be made completely flat nen. All single ribs are slightly troughed. As long as the Single ribs coming out of the punch in the same position pulled onto a tube, they all have the same Relative position. A twisting of the troughed single ribs on the pipes, however, leads to the abolition of the paral layer and thus to uneven rib spacing. The Heat transfer conditions deteriorate.

Darüberhinaus ist zu berücksichtigen, daß bei mit Wirbel füßen versehenen Einzelrippen die Wirbelfüße eine defi nierte Lage an den Einzelrippen und damit auch eine be stimmte Relativposition zu den Rohren besitzen sollen. Auch diese die Qualität der Wärmeaustauschbedingungen be stimmende Lage der Wirbelfüße wird durch das Verdrehen der Einzelrippen auf den Rohren aufgehoben.In addition, it should be borne in mind that with vertebrae individual ribs provided the vertebral feet a defi position on the individual ribs and thus a be agreed to have relative position to the pipes. These also affect the quality of the heat exchange conditions correct position of the vertebral feet is by twisting of the individual fins on the tubes.

Es wäre theoretisch zwar denkbar, die Einzelrippen durch Punktschweißung - ggf. noch in einer Rippenaufziehma schine - auf den Oberflächen der Rohre zu fixieren. Eine solche Maßnahme ist jedoch offensichtlich mit einem so hohen Aufwand verbunden, daß eine wirtschaftliche Ferti gung auch nicht annähernd gegeben wäre. Theoretically, it would be conceivable to go through the individual ribs Spot welding - if necessary still in a rib winding machine machine - to fix on the surfaces of the pipes. A such measure, however, is obviously so great effort that an economical Ferti supply would not be anywhere near.

In der Praxis ist man zur Behebung der im Vorstehenden geschilderten Eigenarten demzufolge dazu übergegangen, zwei parallel nebeneinander liegende Rohre mit gemeinsa men Einzelrippen zu versehen und diese Doppelrohr-Einheit dann zu verzinken. Hiermit ist es zwar möglich, die er wähnten Eigenarten zum Teil zu beseitigen; man handelte sich aber jetzt den Nachteil ein, daß die Montage solcher Doppelrohr-Einheiten in die Rohrböden von Wärmeaustau schern zu Problemen führt.In practice one is to fix the above the peculiarities described therefore two parallel tubes with common men single ribs and this double tube unit then to galvanize. With this it is possible that he to eliminate certain idiosyncrasies; one acted but now the disadvantage that the assembly of such Double tube units in the tube sheets of heat build-up shear leads to problems.

Eine Verlagerung der Einzelrippen, insbesondere ein Ver drehen, auf den Einzelrohren kann auch durch die Bewegun gen des Zinkbads einer Tauchvorrichtung sowie durch die Maßnahmen, die ein solches Zinkbad in Bewegung halten, herbeigeführt werden. A shift of the individual ribs, especially a Ver turn on the individual tubes can also by the movement the zinc bath of a diving device and by the Measures that keep such a zinc bath in motion be brought about.

Bei einem bekannten Verfahren nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 3 ist gemäß der DE 40 39 292 C2 ein Laserstrahl im Zickzackkurs auf die Innenseite eines Halbrohres gerichtet, auf dessen Außenseite in einem vorbestimmten Abstand auf dem Halbrohr Einzelrippen angeordnet sind, um diese an den am Halbrohr auf mindestens einen Teil ihrer Außenumfangsfläche anliegenden, stutzenartigen Rippenfüßen zu fixieren. Zu diesem Zweck muß der Laserschweißstrahl das gesamte Wandgefüge und somit die gesamte Dicke des Halbrohres durchdringen, wodurch eine durchgehende Schweißnaht entsteht. Eine derartige Schweißnaht ist mit einer Änderung des Gefüges der Rohrwandung verbunden, welches im Gegensatz zu dem umgebenden Rohrwandmaterial martensitisch oder/oder dendritisch beschaffen sein kann. Dies ist bei der Beaufschlagung der Halbrohre an ihrer Innenseite mit der Gefahr einer interkristallinen und/oder transkristallinen Korrosion oder aufgrund von zu hohen Schweißnahteigenspannungen wegen der Zickzackform der Schweißnaht mit einer Spannungsrißkorrosion behaftet. Um ein Verziehen eines solchen Halbrohres zu unterdrücken, wird es zwischen Kugelandrückleisten und einem Walzenandrückbett als Gegenlager eingespannt. Aufgrund der notwendigen Durchdringung des Laserschweißstrahles durch die Rohrwand ist dieses Verfahren mit nur einer geringen Schweißgeschwindigkeit behaftet. Die daraus resultierenden Rohre dürfen auf der Innenseite nicht von korrosiven Medien, sondern allenfalls von Dampf und Wasser beaufschlagt werden.In a known method according to the preambles of claims 1 and 3 is according to DE 40 39 292 C2 Laser beam zigzag on the inside of one Half pipe directed, on the outside in one predetermined distance on the half pipe individual fins are arranged to these on the half pipe at least part of its outer peripheral surface to fix adjacent, neck-like rib feet. To for this purpose the laser welding beam must cover the whole Wall structure and thus the entire thickness of the half pipe penetrate, creating a continuous weld arises. Such a weld is with a Change in the structure of the pipe wall connected, which in contrast to the surrounding pipe wall material can be martensitic or / or dendritic. This is when the half pipes are applied to their Inside with the risk of intercrystalline and / or transcrystalline corrosion or due to high weld seam stresses due to the zigzag shape the weld seam is subject to stress corrosion cracking. To warp such a half pipe suppress, it will be between the ball push bars and clamped in a roller pressure bed as a counter bearing. Due to the necessary penetration of the This is laser welding beam through the pipe wall Process with only a low welding speed afflicted. The resulting pipes may be on the Inside not from corrosive media, but if necessary, steam and water are applied.

Aus der DE 37 26 677 A1 sind Wärmetauscherrohre mit schraubenlinienförmig auf die Oberflächen der Rohre gewickelten Rippenbändern bekannt. Diese Rippenbänder werden dadurch an den Rohren festgelegt, daß die hochkant aufgesetzten Rippenbänder an den Füßen durch eine kontinuierliche Laserschweißnaht oder durch Hochfrequenzschweißung mit den Rohroberflächen verbunden werden. Bei diesem gattungsfremden Verfahren wird das metallische Rohr gedreht und das hochkant aufgesetzte Band an seiner Unterkante kontinuierlich mit dem Rohr verschweißt. Durch Vermeidung von Totalreflexionen ist der Winkel des Laserschweißstrahles zur Längsachse des Rohres auf einen Bereich zwischen 30° und 70° gerichtet. Dieses Verfahren ist aufgrund der kontinuierlichen Schweißnaht mit einer nur geringen Fertigungsgeschwindigkeit behaftet. Bei großen Fertigungsgeschwindigkeiten wiederum neigt das Rohr zu Schwingungen, wodurch die Fokussierung des Laserschweißstrahles zumindest kurzzeitig außer Kontrolle geraten kann.DE 37 26 677 A1 describes heat exchanger tubes helically on the surfaces of the pipes wound ribbed bands known. These rib bands are fixed to the pipes in that the upright rib ribbons on the feet by a continuous laser welding or through High frequency welding connected to the pipe surfaces will. With this non-generic method, this is metallic tube rotated and the upright Tape continuously on the bottom edge with the pipe welded. By avoiding total reflections the angle of the laser welding beam to the longitudinal axis of the Tube directed to a range between 30 ° and 70 °. This process is due to the continuous Weld with only a slight Manufacturing speed affected. With large ones In turn, the tube tends to production speeds Vibrations, causing the focus of the Laser welding beam at least briefly out of control can guess.

Aus der DE 34 33 595 A1 ist ein gattungsfremdes Verfahren zur Herstellung einer Nockenwelle beschrieben, auf welcher Nockenscheiben und Lagerringe mittels eines Laserschweißstrahles aufgeschweißt werden. Zu diesem Zweck wird entweder der Laserstrahl in einer geneigten Winkellage zur Längsachse der Welle um die Welle herumgeführt oder die Welle mit auf sie aufgeschobenen Nockenscheiben oder Lagerringen gegenüber dem Laserschweißstrahl gedreht. Das Ergebnis ist in jedem Fall eine Kehlnaht zwischen den aufzuschweißenden Teilen und der Oberfläche der massiven Nockenwelle. In einer zweiten Ausführungsform besteht die Nockenwelle aus einem Rohr, in dessen Innenraum konzentrisch ein Laserschweißstrahl auf einen kegelförmigen Spiegel trifft, dort um 90° umgelenkt wird, in schraubenlinienförmigen Bahnen die gesamte Wandung des Rohres durchdringt und auch die Unterseite der aufgeschobenen Nockenscheiben aufschmilzt, so daß diese nach anschließendem Erkalten fest mit der rohrförmigen Nockenwelle verbunden sind. Auch dieses Verfahren wäre bei einer Anwendung auf berippte Rohre mit dem gleichen Nachteil behaftet, wie sie bereits zur DE 40 39 292 C2 beschrieben worden sind.DE 34 33 595 A1 is a non-generic Process for producing a camshaft described on which cam discs and bearing rings by means of a Laser welding beam are welded on. To this The laser beam is used either in an inclined purpose Angular position to the longitudinal axis of the shaft around the shaft led around or the shaft pushed onto it Cam disks or bearing rings opposite Laser welding beam rotated. The result is in everyone Fall a fillet weld between the parts to be welded on and the surface of the massive camshaft. In a second embodiment, the camshaft consists of a Pipe in the interior of which is concentric Laser welding beam on a conical mirror hits, there is deflected by 90 °, in helical tracks the entire wall of the Penetrates and also the bottom of the slipped on cam discs melts, so that these after cooling down firmly with the tubular Camshaft are connected. This procedure would also be included an application to finned pipes with the same Disadvantageous, as already described in DE 40 39 292 C2 have been described.

Weiterhin ist aus der DE 37 02 411 A1 ein Verfahren zur Herstellung von rundnahtgeschweißten Scheibenrädern bekannt geworden, die aus einem Felgenrad und einer mit diesem zu verschweißenden Radschüssel bestehen. Dabei werden mindestens zwei aus einem gefalteten Axialstromlaser ausgekoppelte Laserstrahlen in mindestens zwei separaten Schweißköpfen fokussiert und auf die zwischen dem Felgenrad und der Radschüssel gebildeten Schweißfugen gerichtet. Sodann wird das Felgenrad mit der Radschüssel gedreht und mit ihr verschweißt. Das Ergebnis ist im wesentlichen eine Kehlnaht.Furthermore, DE 37 02 411 A1 describes a method for the production of disc-welded disc wheels become known, which consists of a rim wheel and a this wheel bowl to be welded. Here at least two are folded from one Axial current laser coupled laser beams in at least two separate welding heads focused on formed between the rim wheel and the wheel bowl Welded joints directed. Then the rim wheel with the Wheel bowl rotated and welded to it. The result is essentially a fillet weld.

Der Erfindung liegt, ausgehend von den in den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 3 angegebenen Merkmalen, die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Verfahren so zu verbessern, daß nach dem Aufziehen der Einzelrippen auf den Rohren diese schonend und sicher und dennoch mit relativ hoher Fertigungsgeschwindigkeit fixiert werden können und anschließend jedes berippte Rohr ohne Verwerfungen oder sonstige Beschädigungen infolge des Laserschweißstrahles gehandhabt werden kann.The invention is based on the in the Preambles of claims 1 and 3 indicated Features underlying the task of such a method to improve so that after pulling the individual ribs on the tubes these are gentle and safe and yet with relatively high manufacturing speed can be fixed can and then each finned tube without Warping or other damage as a result of the Laser welding beam can be handled.

Zwei Lösungsalternativen der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe bestehen in den im kennzeichnenden Teil der Patentansprüche 1 und 3 aufgeführten Merkmalen.Two alternative solutions to the invention underlying task consist in the in characterizing part of claims 1 and 3 characteristics listed.

Im Gegensatz zum Stand der Technik wird nunmehr der Laserschweißstrahl von außen, und zwar senkrecht auf die Längsachse gerichtet sowie auf die Spalte zwischen der Unterseite der Rippenfüße und der Außenumfangsfläche des Rohres fokussiert. Dabei hat sich überraschend herausgestellt, daß trotz des zum reibungsarmen Aufschieben der Rippen auf die Rohre notwendigen Ölfilmes zwischen Rippen und Rohroberfläche sowie trotz der permanenten Unterbrechung und Neueinkopplung des Laserstrahles infolge der zu überfahrenden Rippen mit großer Fertigungsgeschwindigkeit die Rippenfüße sicher auf der Außenumfangsfläche des Rohres fixiert werden können. Obgleich die Plasmaschicht wegen des umgebenden Luft-, Wasserdampf- und Öldampfgemisches nicht kalkulierbar ist, kann eine Porenbildung oder infolge des senkrecht auftreffenden Laserschweißstrahles ein möglicherweise zur Beschädigung oder gar zur Zerstörung der Lasereinrichtung führende Totalreflexion des Laserstrahles nicht festgestellt werden. Verwerfungen oder nur auf ein geändertes Gefüge hinweisende Anlauffarben auf der Innenseite der Rohre treten ebenfalls nicht auf. In contrast to the prior art, the Laser welding beam from the outside, perpendicular to the Longitudinal axis directed as well as on the column between the Underside of the rib feet and the outer peripheral surface of the Rohres focused. It has been surprising pointed out that despite the low friction Slide the ribs onto the necessary oil film between ribs and pipe surface as well as despite permanent interruption and re-coupling of the Laser beam due to the ribs to be run over with high manufacturing speed the ribbed feet safely be fixed on the outer peripheral surface of the tube can. Although the plasma layer due to the surrounding Air, water vapor and oil vapor mixtures are not is calculable, pore formation or as a result of vertically incident laser welding beam possibly for damage or even destruction total reflection of the laser device Laser beam can not be determined. Faults or only to indicate a changed structure Tint on the inside of the pipes also not on.

Werden die Rohre jeweils nur einmal mit einer einzigen Schweißbahn überzogen, kann man gewissermaßen von einer Anheftung der Einzelrippen auf den Rohren sprechen. Die ses Anheften genügt, um die Positionen der Einzelrippen auf den Rohren in allen nachgeschalteten Transport- und Handhabungsgängen einschließlich des Verzinkens sicherzu stellen. Sie können nicht mehr verdrehen und/oder verkan ten.The tubes are used only once with a single one You can, to a certain extent, be covered by a welding track Talk about attaching the individual ribs to the tubes. The This tacking is enough to position the individual ribs on the pipes in all downstream transport and Handling steps including galvanizing put. You can no longer twist and / or cant ten.

Das Festlegen der Einzelrippen auf den Rohren kann ggf. noch in einer Rippenaufziehmaschine durchgeführt werden Die Festlegung kann aber auch in einer nachgeschalteten Schweißstation erfolgen. Darüberhinaus ist es denkbar, daß mehr als eine Schweißbahn gelegt wird, um insbeson dere auch bei starken ruckartigen Beanspruchungen der zu transportierenden berippten Rohre auf jeden Fall die Fixierung der Einzelrippen auf den Rohren zu ge währleisten. Solche zusätzlichen Schweißbahnen können beispielsweise in zweifacher Ausfertigung bei 180° Dre hung der Rohre oder mit vier Schweißbahnen bei jeweils 90° Drehung der Rohre erzeugt werden. The setting of the individual fins on the tubes can possibly still be carried out in a rib winding machine The determination can also be done in a downstream Welding station. In addition, it is conceivable that more than one welding track is laid, in particular to even with strong jerky loads transporting finned tubes definitely the Fixation of the individual fins on the pipes guarantee. Such additional welding tracks can for example in duplicate at 180 ° Dre pipe or with four welding tracks at each 90 ° rotation of the tubes are generated.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß nunmehr Einzelrippen und Rohre aus Materialien zusammen gefügt werden können, die bislang mit den herkömmlichen Schweißverfahren und Festlegungsmethoden unter wirt schaftlichen Bedingungen nicht kombinierbar sind.Another advantage of the invention is that now single fins and pipes made of materials together can be added, so far with the conventional Welding procedures and methods of definition under host economic conditions cannot be combined.

Die besonderen Vorteile der Erfindung zeigen sich bei runden Rohren, weil hier die Gefahr der Verdrehung der Einzelrippen am größten ist. Die Erfindung kann aber ohne weiteres auch bei ovalen Rohren oder Rohren mit anderen Querschnitten angewandt werden. Die Außenkonturen der Rippen sind beliebig. Sie können rund, oval oder eckig sein.The particular advantages of the invention can be seen in round tubes, because here the risk of twisting the Single ribs is largest. The invention can, however, without further also with oval tubes or tubes with others Cross sections are applied. The outer contours of the Ribs are arbitrary. They can be round, oval or angular be.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der vorbeschriebenen Lö sung des erfindungsgemäßen Grundgedankens wird in den Merkmalen des Patentanspruchs 2 gesehen. Danach werden mindestens zwei nebeneinander liegende Rohre mit diese Rohre verbindenden Einzelrippen versehen. Anschließend wird der Laserschweißstrahl in Längsrichtung über die Rohre geführt und es werden auf diese Weise die Einzel rippen mit jedem der Rohre verbunden. Danach erfolgt eine Trennung der Einzelrippen dahingehend, daß unabhängige Einzelrohre mit einzelnen Rippen entstehen. Das Durch trennen der Einzelrippen erfolgt mit einem Lasertrenn strahl, der mittig in den Vertikalebenen zwischen den Rohren geführt wird. Die so gebildeten Einzelrohre werden dann anschließend im Bad verzinkt. Selbstverständlich ist es auch bei dieser Ausgestaltung möglich, mehr als eine Schweißbahn zu ziehen und auf diese Art und Weise die Einzelrippen auf den Rohren festzulegen.An advantageous embodiment of the above Lö solution of the basic idea of the invention is in the Features of claim 2 seen. After that at least two tubes lying next to each other with these Provide individual ribs connecting pipes. Subsequently the laser welding beam is moved longitudinally over the Pipes are guided and it becomes the individual in this way ribs connected to each of the tubes. Then there is a Separation of the individual ribs in such a way that independent Single tubes with individual fins are created. The through The individual ribs are separated using a laser separator beam that is centered in the vertical planes between the Pipes is guided. The individual tubes thus formed are then galvanized in the bathroom. It goes without saying it is also possible with this configuration, more than one To pull sweat track and in this way the Define individual fins on the pipes.

Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Pa tentanspruchs 3. Another solution to that on which the invention is based The task consists in the characteristic features of the Pa claim 3.

Diese Lösung zielt darauf ab, die Einzelrippen wärmelei tend so an den Oberflächen der Rohre zu fixieren, daß eine Badverzinkung entbehrlich ist. Zu diesem Zweck wird der Laserschweißstrahl zunächst in Längsrichtung der Rohre geführt. Am Ende der Schweißbahn werden die Rohre um n/360° um ihre Längsachsen gedreht. Dann wird der La serschweißstrahl in Längsrichtung der Rohre bis zum Aus gangspunkt zurück geführt und anschließend werden die Rohre wiederum um n/360° gedreht, so daß der Laser schweißstrahl eine weitere Schweißbahn in Richtung auf die gegenüberliegenden Rohrenden legen kann. Um wieviel Grad die Rohre nach Vollendung einer Schweißbahn jeweils gedreht werden, hängt z. B. von dem Einsatzzweck der Rohre, d. h. der erwarteten Wärmeleistung der Einzelrippen auf den Rohren sowie vom Durchmesser der Rohre ab. Jeden falls kann mit Hilfe einer solchen Festlegung der Einzel rippen eine quasi flächige Verbindung der Einzelrippen mit den Rohroberflächen erzielt werden, so daß der Auf wand für das Badverzinken nicht mehr erforderlich ist. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Rohre örtlich zu fixieren und die Laserquelle um die Rohre zu ver lagern.This solution aims to heat the individual ribs so tend to fix on the surfaces of the pipes that bath galvanizing is not necessary. For this purpose the laser welding beam first in the longitudinal direction of the Pipes led. At the end of the welding line, the pipes rotated by n / 360 ° around their longitudinal axes. Then the La Welding jet in the longitudinal direction of the pipes to the end starting point and then the Tubes in turn rotated n / 360 ° so that the laser welding beam, another welding path in the direction of can lay the opposite pipe ends. At what time Degrees the pipes after completing a welding track each are rotated depends e.g. B. from the purpose of Pipes, d. H. the expected thermal output of the individual fins on the pipes and on the diameter of the pipes. Everyone if so, with the help of such a determination the individual ribs an almost flat connection of the individual ribs can be achieved with the pipe surfaces, so that the on wall for galvanizing the bath is no longer required. Of course, it is also possible to locate the pipes locally to fix and the laser source to ver the tubes to store.

In vorteilhafter Ausgestaltung dieser zweiten Erfindungs lösung ist gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 4 vor gesehen, daß das Rohr am Ende jeder Schweißbahn um etwa 5° um ihre Längsachsen gedreht wird. Alternativ kann die Laser quelle um die Rohre verlagert werden.In an advantageous embodiment of this second invention solution is in accordance with the features of claim 4 seen that the tube at the end of each weld path by about 5 ° is rotated about its longitudinal axes. Alternatively, the laser source around the pipes.

Die Merkmale des Patentanspruchs 5 erlauben eine Verkür zung der Schweißzeit zur Festlegung der Einzelrippen. Mit dieser Verfahrensweise ist es folglich möglich, gleich zeitig zwei Schweißbahnen zu legen. In diesem Zusammen hang ist es denkbar, den Laserschweißstrahl ggf. mehrfach zu teilen. Bevorzugt wird eine geradzahlige Teilung, wie z. B. eine vierfache Teilung, so daß gleichzeitig vier um 90° zueinander versetzte Schweißbahnen gelegt werden kön nen.The features of claim 5 allow a shortening the welding time to determine the individual ribs. With this procedure is therefore possible immediately to lay two welding tracks in time. In this together it is conceivable, if necessary, the laser welding beam several times to share. An even division, such as e.g. B. a fourfold division, so that four at the same time Welding tracks offset by 90 ° can be laid nen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnun gen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on in the drawings gene illustrated embodiments explained in more detail. Show it:

Fig. 1 in der Ansicht, teilweise im Schnitt, ein mit Einzelrippen versehenes Rohr sowie eine sche matisierte Laserschweißstrahl-Anlage; Fig. 1 in the view, partly in section, a tube provided with individual fins and a mat automated laser welding beam system;

Fig. 2 ebenfalls in der Ansicht, teilweise im Schnitt, ein mit Einzelrippen versehenes Rohr zusammen mit einer schematisierten Laser schweißstrahl-Anlage gemäß einer weiteren Ausführungsform und Fig. 2 also in the view, partly in section, a tube provided with individual fins together with a schematic laser welding beam system according to a further embodiment and

Fig. 3 in der Draufsicht, teilweise im Längsschnitt, zwei durch Einzelrippen miteinander verbun dene Rohre zusammen mit einer schematisierten Lasertrennstrahl-Anlage. Fig. 3 in plan view, partially in longitudinal section, two interconnected by individual ribs together tubes together with a schematic laser separation beam system.

Mit 1 ist in den Fig. 1 und 2 ein im Querschnitt kreisrundes Rohr bezeichnet. Auf das Rohr 1 sind in der Konfiguration kreisrunde Einzelrippen 2 in gleichmäßigem Abstand A aufgezogen. Die Einzelrippen 2 besitzen stut zenartige Rippenfüße 3, mit welchen sie an der äußeren Oberfläche 4 des Rohrs 1 anliegen. 1 in FIGS. 1 and 2 denotes a tube which is circular in cross section. In the configuration, circular individual ribs 2 are drawn onto the tube 1 at a uniform distance A. The individual fins 2 have zen-like rib feet 3 , with which they rest on the outer surface 4 of the tube 1 .

Das Rohr 1 in der Position gemäß den Fig. 1 und 2 kann sich noch in einer nicht näher dargestellten Rippenauf ziehmaschine befinden. Vorstellbar ist aber auch, daß das Rohr 1 aus einer Rippenaufziehmaschine herausgehoben und in einer ebenfalls nicht näher dargestellten benachbarten Schweißstation liegt. The tube 1 in the position shown in FIGS . 1 and 2 can still be in a Rippenauf drawing machine, not shown. However, it is also conceivable that the tube 1 is lifted out of a rib winding machine and lies in an adjacent welding station, also not shown.

Die Schweißstation gemäß der Ausführungsform der Fig. 1 umfaßt eine Laserschweißstrahl-Anlage 5 mit einer Laser quelle 6 für einen Laserschweißstrahl LSS. Dieser Laser schweißstrahl LSS dient zur Fixierung der Einzelrippen 2 auf dem Rohr 1.The welding station according to the embodiment of FIG. 1 comprises a laser welding beam system 5 with a laser source 6 for a laser welding beam LSS. This laser welding beam LSS is used to fix the individual ribs 2 on the tube 1 .

Zu diesem Zweck wird der Laserschweißstrahl LSS bei ru hendem Rohr 1 sowohl im wesentlichen auf die Längsachse 7 des Rohrs 1 ausgerichtet als auch auf den Spalt zwischen den Rippenfüßen 3 und der Oberfläche 4 des Rohrs 1 fokus siert.For this purpose, the laser welding beam LSS at ru tube 1 is both aligned essentially to the longitudinal axis 7 of the tube 1 and focused on the gap between the fin feet 3 and the surface 4 of the tube 1 .

Anschließend wird die Laserquelle 6 gemäß der in durchge zogener Linienführung 8 gekennzeichneten Schweißbahn in Längsrichtung über das Rohr 1 und über die Einzelrippen 2 hinweggeführt, so daß mittels des Laserschweißstrahls LSS die Einzelrippen 2 am Rohr 1 fixiert werden.Subsequently, the laser source is carried away 6 according to the welding line marked in Runaway solid line guide 8 in the longitudinal direction over the tube 1 and the individual ribs 2 so that by means of the laser welding beam LSS the individual ribs 2 can be fixed on the pipe. 1

Nach der Fixierung der Einzelrippen 2 am Rohr 1 wird dann die Laserquelle 6 entsprechend der in unterbrochener Linienführung 9 gezeichneten Bahn in eingeschaltetem Zu stand an den Ausgangspunkt zurückbewegt.After fixing the individual ribs 2 on the tube 1 , the laser source 6 is then moved back to the starting point in accordance with the path drawn in broken lines 9 in the switched on state.

Die Endpunkte der Bewegungsbahnen 8, 9 für die Laser quelle 6 sind durch Endschalter 10, 11 gekennzeichnet.The end points of the trajectories 8 , 9 for the laser source 6 are characterized by limit switches 10 , 11 .

Hat die Laserquelle 6 ihren Ausgangspunkt wieder er reicht, kann das mit den Einzelrippen 2 bestückte Rohr 1 in nicht näher veranschaulichter Weise einem ebenfalls nicht näher dargestellten Zinkbad zugeführt werden.If the laser source 6 its starting point again it reaches that equipped with the single ribs 2 tube 1 can be supplied to a zinc bath is also not shown in a not-illustrated way.

Gemäß einer weiteren aus der Fig. 1 erkennbaren Ausfüh rungsform ist es möglich, nach der Ausrichtung des Laser schweißstrahls LSS auf die Längsachse 7 des Rohrs 1 und der Fokussierung auf den Spalt zwischen den Rippenfüßen 3 und der Oberfläche 4 des Rohrs 1 die Laserquelle 6 zunächst gemäß der Schweißbahn in Längsrichtung über das Rohr 1 hinwegzuführen. Hat die Laserquelle 6 den End schalter 10 erreicht, wird die Längsbewegung der Laser quelle 6 gestoppt und das Rohr 1 beispielsweise um 5° entsprechend dem Pfeil PF um die Längsachse 7 gedreht. Danach wird die eingeschaltet bleibende Laserquelle 6 wieder an den Ausgangspunkt zurückgeführt und eine zweite Schweißbahn gelegt. Bei Erreichen des Endschalters 11 wird wiederum die Bewegung der Laserquelle 6 gestoppt und das Rohr 1 nochmals um 5° um seine Längsachse 7 gedreht. Dies kann so häufig durchgeführt werden, bis das Rohr 1 einmal um seinen kompletten Umfang gedreht worden ist. Auf diese Weise sind die Einzelrippen 2 durch insgesamt 72 Schweißbahnen umfangsseitig des Rohrs 1 festgelegt worden, was im Wärme übertragenden Sinne quasi gleich zusetzen ist mit einer flächigen Anlage der Rippenfüße 3 an der Oberfläche 4 des Rohrs 1. Eine derartige Verbin dung der Einzelrippen 2 mit der Oberfläche 4 des Rohrs 1 gestattet es dann, auf ein Verzinken des Rohrs 1 verzich ten zu können, ohne hierbei die Wärmeübergangsbedingungen von den Einzelrippen 2 auf das Rohr 1 und umgekehrt zu beeinträchtigen.According to another embodiment recognizable from FIG. 1, it is possible, after the alignment of the laser welding beam LSS on the longitudinal axis 7 of the tube 1 and the focusing on the gap between the fin feet 3 and the surface 4 of the tube 1, the laser source 6 first according to the welding path in the longitudinal direction over the pipe 1 . Has the laser source 6 reached the limit switch 10 , the longitudinal movement of the laser source 6 is stopped and the tube 1 is rotated for example by 5 ° according to the arrow PF around the longitudinal axis 7 . The laser source 6 which remains switched on is then returned to the starting point and a second welding path is laid. When the limit switch 11 is reached, the movement of the laser source 6 is stopped again and the tube 1 is rotated again by 5 ° about its longitudinal axis 7 . This can be carried out until the tube 1 has been rotated once around its entire circumference. In this way, the individual fins 2 have been fixed on the circumference of the tube 1 by a total of 72 welding tracks, which in the heat-transferring sense can be put on a level with the flat contact of the fin feet 3 on the surface 4 of the tube 1 . Such a connec tion of the individual fins 2 with the surface 4 of the tube 1 then allows to galvanize the tube 1 to be able to do without thereby affecting the heat transfer conditions from the individual fins 2 to the tube 1 and vice versa.

Die Kupplungen der nicht näher dargestellten Vorrichtung zum Drehen des Rohrs 1 um seine Längsachse sind mit 12 bezeichnet.The couplings of the device, not shown, for rotating the tube 1 about its longitudinal axis are designated by 12 .

In der Fig. 2 ist eine Verfahrensvariante unter Verwen dung einer Laserschweißstrahl-Anlage 5′ dargestellt, bei welcher ein Laserschweißstrahl LSS zunächst im we sentlichen senkrecht auf die Längsachse 7 eines im Quer schnitt runden Rohrs 1 ausgerichtet wird. Dieser Laser schweißstrahl LSS wird dann in einer Laserstrahlteiler einrichtung 13 geteilt. Der eine Teilschweißstrahl TSS1 wird direkt auf den Spalt zwischen den Rippenfüßen 3 und der Oberfläche 4 des Rohrs 1 fokussiert. Der andere Teil schweißstrahl TSS2 wird an dem Rohr 1 vorbei bis zu einer Laserstrahlumlenkeinrichtung 14 geführt, hier umgelenkt und dann auf die Längsachse 7 des Rohrs 1 gerichtet sowie auf den Spalt zwischen den Rippenfüßen 3 und der Oberflä che 4 des Rohrs 1 fokussiert.In Fig. 2, a process variant using a laser welding beam system 5 'is shown, in which a laser welding beam LSS is initially aligned essentially perpendicular to the longitudinal axis 7 of a cross-sectionally round tube 1 . This laser welding beam LSS is then divided in a laser beam splitter device 13 . One partial welding beam TSS1 is focused directly on the gap between the fin feet 3 and the surface 4 of the tube 1 . The other part of the welding beam TSS2 is guided past the tube 1 to a laser beam deflection device 14 , deflected here and then directed onto the longitudinal axis 7 of the tube 1 and focused on the gap between the fin feet 3 and the surface 4 of the tube 1 .

Wird nunmehr die Laserquelle 6 über das Rohr 1 bewegt, so werden gleichzeitig zwei Schweißbahnen erzeugt.If the laser source 6 is now moved over the tube 1 , two welding tracks are generated simultaneously.

Bei Bedarf kann auch bei dieser Verfahrensvariante mit Hilfe der Rohrdrehvorrichtung 12 eine an sich beliebige Anzahl weiterer Schweißbahnen erzeugt werden. Hierbei ist es dann vorgesehen, daß jeweils bei Erreichen eines der beiden Endschalter 10, 11 durch die Laserquelle 6 das Rohr 1 gemäß dem Pfeil PF um 360°/n gedreht wird.If necessary, any number of further welding tracks per se can also be produced in this method variant with the help of the tube turning device 12 . It is then provided that, when one of the two limit switches 10 , 11 is reached by the laser source 6, the tube 1 is rotated by 360 ° / n according to the arrow PF.

Aus der Fig. 3 ist eine Variante ersichtlich, bei wel cher zwei parallel nebeneinander liegende Rohre 1 kreis runden Querschnitts mit gemeinsamen Einzelrippen 2′ ver sehen werden. Auch diese Rohre 1 können sich noch in ei ner Rippenaufziehmaschine befinden.From Fig. 3 a variant can be seen, in wel cher two parallel tubes 1 circular circular cross-section with common individual ribs 2 'can be seen ver. These tubes 1 can still be located in egg ner rib winding machine.

Anschließend wird ein Laserschweißstrahl LSS gemäß Fig. 1 über jedes der Rohre 1 geführt, so daß auf diese Weise die Einzelrippen 2′ an den Rohren 1 fixiert werden.Subsequently, a laser welding beam LSS according to FIG. 1 is guided over each of the tubes 1 , so that the individual ribs 2 'are fixed to the tubes 1 in this way.

Im Anschluß daran werden dann mit Hilfe eines Lasertrenn strahls LTS, der in einer vertikalen Ebene E-E mittig zwischen den Rohren 1 hindurchgeführt wird, die Einzel rippen 2′ geteilt, so daß dann zwei Einzelrohre 1 mit darauf fixierten Einzelrippen 2 vorliegen, die anschlie ßend einem Zinkbad zugeführt werden können.Subsequently, with the aid of a laser separating beam LTS, which is passed in a vertical plane EE centrally between the tubes 1 , the individual fins 2 'are divided, so that then two individual tubes 1 with individual fins 2 fixed thereon, which are then one Zinc bath can be added.

BezugszeichenlisteReference list

1 Rohr
2 Einzelrippen
2 Einzelrippen
3 Rippenfüße
4 Oberfläche v. 1
5 Laserschweißstrahl-Anlage
5′ Laserschweißstrahl-Anlage
6 Laserquelle
7 Längsachsen v. 1
8 Bewegungsbahnen
9 Bewegungsbahn
10 Endschalter
11 Endschalter
12 Kupplungen
13 Laserstrahlteilereinrichtung
14 Laserstrahlumlenkeinrichtung
A Abstand v. 2
E-E Ebene
LSS Laserschweißstrahl
LTS Lasertrennstrahl
PF Pfeil
TSS1 Teilschweißstrahl
TSS2 Teilschweißstrahl 1 pipe
2 single ribs
2 single ribs
3 rib feet
4 surface v. 1
5 laser welding beam system
5 ′ laser welding beam system
6 laser source
7 longitudinal axes from 1
8 trajectories
9 trajectory
10 limit switches
11 limit switches
12 clutches
13 laser beam splitter device
14 laser beam deflection device
A distance from 2nd
EE level
LSS laser welding beam
LTS laser separating beam
PF arrow
TSS1 partial welding beam
TSS2 partial welding beam

Claims

1. Method for heat-transferring attachment by means of a laser welding beam (LSS) of individual fins ( 2 ) applied to a tube ( 1 ) at a predetermined distance (A) with nozzle-like fin feet ( 4 ) resting on the tube ( 1 ) on at least part of its outer peripheral surface ( 4 ) 3 ), characterized in that the laser welding beam (LSS) is aligned from the outside perpendicularly to the longitudinal axis ( 7 ) of the finned tube ( 1 ) and to the gaps between the underside of the fin feet ( 3 ) and the outer peripheral surface ( 4 ) of the tube ( 1 ) is focused, whereupon the laser welding beam (LSS) is guided at least once in the longitudinal direction relative to the tube ( 1 ) parallel to its longitudinal axis ( 7 ) and the tube ( 1 ) is then hot-dip galvanized.

2. The method according to claim 1, characterized in that at least two parallel tubes ( 1 ) are provided with common individual ribs ( 2 ') and then the each aligned on each longitudinal axis ( 7 ) of the finned tubes ( 1 ) and on the column focused laser welding beam (LSS) is guided at least once in the longitudinal direction relative to the tube ( 1 ) and parallel to its longitudinal axis ( 7 ), whereupon the individual ribs ( 2 ′) are divided between the two tubes ( 1 ) by means of laser separating beams (LTS) and then the individual ones Tubes ( 1 ) are hot-dip galvanized.

3. Method for heat-transmitting fastening by means of a laser welding beam (LSS) of individual fins ( 2 ) applied to a tube ( 1 ) at a predetermined distance (A) with nozzle-like fin feet resting on the tube ( 1 ) on at least part of its outer circumferential surface ( 4 ) ( 3 ), characterized in that the laser welding beam (LSS) is aligned from the outside perpendicular to the longitudinal axis ( 7 ) of the finned tube ( 1 ) and to the gaps between the underside of the fin feet ( 3 ) and the outer peripheral surface ( 4 ) of the tube ( 1 ) is focused, whereupon the laser welding beam (LSS) reciprocates relative to the tube ( 1 ) and parallel to its longitudinal axis ( 7 ) over its entire length and the tube ( 1 ) relative to the laser source ( 6 ) at the end of each welding path 360 ° / n is rotated about its longitudinal axis ( 7 ).

4. The method according to claim 3, characterized in that the tube ( 1 ) is rotated at the end of each welding path by about 5 ° about its longitudinal axis ( 7 ).

5. The method according to claim 3 or 4, characterized in that the laser welding beam (LSS) after leaving the laser source ( 6 ) is divided into at least two in a conventional manner, whereupon a partial welding beam (TSS1) directly and perpendicular to the longitudinal axis ( 7 ) of the finned tube ( 1 ) is aligned and focused on the column, while the other partial welding beam (TSS2) is guided past the tube ( 1 ) onto the opposite sides of the tube ( 1 ), deflected here and then also perpendicular to the longitudinal axis ( 7 ) of the tube ( 1 ) is directed.